一种低能耗亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金的热处理强韧化方法
阅读说明：本技术 一种低能耗亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金的热处理强韧化方法 (Heat treatment strengthening and toughening method for low-energy hypoeutectic high-copper-content Al-Si-Cu-Mg cast alloy ) 是由 徐聪 卢广玺 关绍康 杨绪锋 郭耀坤 于 2021-08-03 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种低能耗亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金的热处理强韧化方法,其重量百分比及化学成分为：它的重量百分比及化学成分为：Si 6.5～7.5％,Cu 2.7～3.3％,Mg 0.45～0.55％,Sr 0.02～0.03％,Fe＜0.15％,余量为Al；本发明对亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金采用双级固溶,解决了传统固溶制度第二相过烧和第二相溶于基体的矛盾问题,保证了合金高的强韧性的同时又降低了能耗。与T6热处理相比,采用本发明涉及的热处理方法对亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金热处理降低了约10％的能耗,其强韧性也有所提升。(The invention provides a heat treatment strengthening and toughening method of low-energy hypoeutectic high-copper-content Al-Si-Cu-Mg cast alloy, which comprises the following chemical components in percentage by weight: the weight percentage and chemical composition of the material are as follows: 6.5-7.5% of Si, 2.7-3.3% of Cu, 0.45-0.55% of Mg, 0.02-0.03% of Sr, less than 0.15% of Fe and the balance of Al; the method adopts two-stage solid solution for the hypoeutectic Al-Si-Cu-Mg cast alloy with high copper content, solves the problem of the contradiction between the second phase overburning and the second phase dissolving in a matrix in the traditional solid solution system, ensures the high strength and toughness of the alloy and reduces the energy consumption. Compared with the T6 heat treatment, the heat treatment method reduces the energy consumption by about 10 percent when being used for the heat treatment of the hypoeutectic Al-Si-Cu-Mg casting alloy with high copper content, and the obdurability of the hypoeutectic Al-Si-Cu-Mg casting alloy is also improved.)
技术领域
本发明属于高性能铸造铝合金技术领域，特别涉及要求高强韧、低能耗的汽车制造、轨道交通与航空航天复杂结构铸件领域，具体涉及到一种低能耗亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg 铸造合金的热处理强韧化方法。
背景技术
节能减排是当今科技发展的趋势之一。在低能耗、低排放趋势要求下，各种结构件也朝 着轻量化的方向发展。Al-Si合金由于密度小，铸造性能和耐蚀性能好等诸多优点，在汽车 制造、轨道交通和航空航天等领域具有广阔的应用前景。然而，因其铸态组织中的粗大α-Al 枝晶、长条状的共晶硅颗粒，Al-Si合金在铸态情况下综合力学性能较低。为了提升合金强 韧性，Al-Si合金中通常加入Cu、Mg等合金化元素，通过热处理析出富铜和富镁沉淀强化相 来提升合金的力学性能。
适用于砂型和重力铸造Al-Si合金的典型热处理方式是T6热处理，包括固溶淬火处理和人工时效处理两个阶段，其中固溶处理被看成是决定时效后合金显微组织和力学性能的关键阶段。对Al-Si-Cu-Mg合金固溶处理主要有以下目的：(1)溶解凝固过程中形成的富铜和富镁相，形成过饱和固溶体；(2)改善共晶硅颗粒和金属间化合物的形貌，使之粒化；(3)提高组织均匀性，减少热应力。在Al-Si-Cu-Mg合金固溶处理时，固溶温度的选择尤其重要。固溶温度太低，Cu、Mg等溶质元素溶解不充分，淬火后空位浓度较低，同时Al基体内不规则长条链状Si颗粒也不能充分球化，合金力学性能较差；但是对于含铜量高的Al-Si-Cu-Mg合金，由于低熔点四元共晶相Q-Al5Cu2Mg8Si6相的形成，固溶温度又不能过高，温度过高会导致能耗增加，同时这些低熔点相发生过烧和局部熔化，导致合金孔隙率大大增加，甚至宏观裂纹和弯曲的产生，严重损害合金的力学性能。因此，在保证合金力学性能的前提下，降低能耗，节约成本是国内外研究者们追逐的目标。
目前，对于Al-Si-Cu-Mg合金，工业上普遍采用的固溶处理制度仍然是在尽可能接近于含铜共晶相共晶温度的高温下固溶较长时间。这种固溶制度虽然可以有效避免过烧现象的发生，但是却存在能耗高，合金力学性能不足的缺点。近些年来，许多研究人员正探索新的固溶处理制度，以降低能耗，同时改善Al-Si-Cu-Mg合金的力学性能。这些新的固溶处理制度主要包括两个阶段。与常规固溶处理相比，一个成功的双级固溶处理工艺可以大大的降低能耗，同时合金可获得良好的力学性能。目前，双级固溶处理工艺主要应用于变形Al合金中，而对于亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金来说，有关双级固溶制度研究的较少。J.H. SokolowskP等人研究发现，经双级固溶处理(8h/495℃+2h/520℃)后的铸造319铝合金富铜相明显减少和细化，时效前铝基体的更好均匀化，合金力学性能较传统单级固溶力学性能显著提升。但是需要指出，现有的双级固溶处理工艺一级固溶温度普遍高于495℃，二级固溶温度则更高，依然无法大幅降低能耗，做到力学性能和能耗的兼顾。因此，对于高铜含量 Al-Si-Cu-Mg合金，如若能合理优化双级固溶的温度和时间等参数，将为合金生产者提高产品质量和节约生产成本提供了一种切实可行的热处理思路，为铸造铝合金复杂结构铸件用材提供了有力保障。
发明内容
本发明鉴于现有热处理技术能耗高以及带来的力学性能不足的劣势问题，提供了一种低能耗亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金的热处理强韧化方法，该方法通采用475℃～495℃低温固溶和515℃～525℃高温固溶相结合的双级固溶处理，其中475℃～495℃远低于Q相熔点，避免了过烧现象的发生，合适的处理时间使得溶质元素的较充分的溶解在Al基体内； 515℃～525℃略高于Q相熔点，使得Si颗粒充分球化，同时提高空位浓度，有利于提高时效效率。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种低能耗亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金的热处理强韧化方法，它包括如下步骤：
(1)将亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金进行双级固溶处理，一级固溶是在475℃～495℃温度条件下保温4～8h，二级固溶是在515℃～525℃温度条件下保温2～4h；
(2)将双级固溶处理后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金在50℃～70℃温水中淬火；
(3)将淬火后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金立即在170℃～180℃温度条件下时效处理5～10h。
如上述一种低能耗亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金的热处理强韧化方法，步骤(1) 中采用双级固溶处理，一级固溶处理温度为475℃～495℃，二级固溶处理的温度为515℃～ 525℃，且一级固溶处理温度到二级固溶处理温度的升温的速率为10-15℃/min。
如上述一种低能耗亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金的热处理强韧化方法，步骤(1) 中采用双级固溶处理，一级固溶处理温度远低于富铜相熔点，二级固溶处理温度略高于富铜相熔点。
如上述一种低能耗亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金的热处理强韧化方法，所述亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金经该方法热处理后，合金的抗拉强度达386MPa以上，屈服强度达310MPa以上，延伸率达6.4％以上，远高于现有汽车制造、轨道交通与航空航天复杂结构铸件领域对Al-Si系合金的性能要求。
如上述一种低能耗亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金的热处理强韧化方法，该方法与 T6热处理相比，采用该热处理方法对亚共晶Al-Si-Cu-Mg铸造合金热处理可节省约10％的能耗。
如上述一种低能耗亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金的热处理强韧化方法，所述亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金由高纯Al、高纯Mg和Al-50Cu、Al-20Si、Al-10Sr中间合金熔炼而成，它的重量百分比及化学成分为：Si 6.5～7.5％，Cu 2.7～3.3％，Mg0.45～0.55％， Sr 0.02～0.03％，Fe＜0.15％，余量为Al。
如上述一种低能耗亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金的热处理强韧化方法，所述亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金为铸造Al合金。
与现有技术相比，本发明具备的有益效果：
1、本发明对亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金采用了双级固溶，其中一级固溶温度远低于富铜相熔点，合适的固溶时间使得Cu、Mg等合金元素较充分的溶入到Al基体内，避免了过烧现象的发生，同时以约15℃/min速度快速升温到二级固溶处理温度，防止升温过程中晶粒长大，二级固溶温度略高于富铜相熔点，合适的保温时间使得共晶Si颗粒充分球化，同时空位浓度提高，加速时效时溶质的扩散，簇聚和形成沉淀相，提高时效处理效率。
2、该热处理方法解决了传统固溶制度第二相过烧和第二相溶于基体的矛盾问题，所述亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金经该热处理方法后，其力学性能远高于现有汽车制造、轨道交通与航空航天复杂结构铸件领域对Al-Si系合金的性能要求。同时固溶处理分级进行，大大降低了能耗。
附图说明
图1是为亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金dsc曲线图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步说明，但本发明的保护范围并不局限于此。
从图1的dsc曲线图可以看出，低熔点Q-Al5Cu2Mg8Si6相的熔点约为510℃。依据此温度，设计双级固溶制度。为避免过烧同时降低能耗，一级固溶设定在低于Q相熔点约15-35℃的温度(475℃～495℃)，在此温度范围内，富Cu相和富Mg相的含量随固溶时间增加先迅速减少后缓慢降低，约4h后趋于稳定，因此处理时间设定为4～8h，处理时间过长会导致能耗增加。但此时共晶Si颗粒只是获得有限改性。在Al-Si系合金中，共晶Si颗粒扮演着重要角色，其形貌和尺寸直接影响合金的力学性能。另外，淬火空位浓度也随固溶温度的增加而增加，此时的固溶温度较低，淬火后不足以获得高浓度的空位，于是一级固溶过后，迅速将固溶温度提升至更高温度(515℃～525℃)，用于球化Si颗粒和获得高浓度的空位同时促进组织均匀化。在高温下，Si颗粒改性和空位扩散速度均较快，因此二级固溶时间较短，为2～4h。若处理过长，由于Si颗粒不断长大，必然导致颗粒间距增大，Si颗粒对合金弥散强化效果下降。
实施例1：
本实施例中选用亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金是由高纯Al、高纯Mg和Al-50Cu、 Al-20Si、Al-10Sr中间合金熔炼而成，它的重量百分比及化学成分为：Si 6.90％，Cu2.97％, Mg 0.51％，Sr 0.02％，Fe 0.10％，余量为Al。
本发明提供了一种低能耗亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金的热处理强韧化方法，它包括如下步骤：
(1)将亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金进行双级固溶处理，一级固溶是在475℃温度条件下保温4h，二级固溶是在515℃温度条件下保温2h；
(2)将双级固溶处理后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金在在70℃温水中淬火；
(3)将淬火后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金立即在175℃温度条件下时效处理8h。
实施例2：
本实施例中亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金成分同实施例1，本发明提供了一种低能耗亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金的热处理强韧化方法，它包括如下步骤：
(1)将亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金进行双级固溶处理，一级固溶是在475℃温度条件下保温8h，二级固溶是在515℃温度条件下保温4h；
(2)将双级固溶处理后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金在70℃温水中淬火；
(3)将淬火后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金立即在175℃温度条件下时效处理8h。
实施例3：
本实施例中亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金成分同实施例1，本发明提供了一种低能耗亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金的热处理强韧化方法，它包括如下步骤：
(1)将亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金进行双级固溶处理，一级固溶是在475℃温度条件下保温4h，二级固溶是在525℃温度条件下保温2h；
(2)将双级固溶处理后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金在70℃温水中淬火；
(3)将淬火后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金立即在175℃温度条件下时效处理 8h。
实施例4：
本实施例中亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金成分同实施例1，本发明提供了一种低能耗亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金的热处理强韧化方法，它包括如下步骤：
(1)将亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金进行双级固溶处理，一级固溶是在475℃温度条件下保温8h，二级固溶是在525℃温度条件下保温4h；
(2)将双级固溶处理后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金在70℃温水中淬火；
(3)将淬火后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金立即在175℃温度条件下时效处理8h。
实施例5：
本实施例中亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金成分同实施例1，本发明提供了一种低能耗亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金的热处理强韧化方法，它包括如下步骤：
(1)将亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金进行双级固溶处理，一级固溶是在495℃温度条件下保温4h，二级固溶是在515℃温度条件下保温2h；
(2)将双级固溶处理后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金在70℃温水中淬火；
(3)将淬火后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金立即在175℃温度条件下时效处理 8h。
实施例6：
本实施例中亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金成分同实施例1，本发明提供了一种低能耗亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金的热处理强韧化方法，它包括如下步骤：
(1)将亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金进行双级固溶处理，一级固溶是在495℃温度条件下保温8h，二级固溶是在515℃温度条件下保温4h；
(2)将双级固溶处理后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金在70℃温水中淬火；
(3)将淬火后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金立即在175℃温度条件下时效处理 8h。
实施例7：
本实施例中亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金成分同实施例1，本发明提供了一种低能耗亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金的热处理强韧化方法，它包括如下步骤：
(1)将亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金进行双级固溶处理，一级固溶是在495℃温度条件下保温4h，二级固溶是在525℃温度条件下保温2h；
(2)将双级固溶处理后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金在70℃温水中淬火；
(3)将淬火后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金立即在175℃温度条件下时效处理 8h。
实施例8：
本实施例中亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金成分同实施例1，本发明提供了一种低能耗亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金的热处理强韧化方法，它包括如下步骤：
(1)将亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金进行双级固溶处理，一级固溶是在495℃温度条件下保温8h，二级固溶是在525℃温度条件下保温4h；
(2)将双级固溶处理后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金70℃温水中淬火；
(3)将淬火后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金立即在175℃温度条件下时效处理8h。
实施例9：
本实施例中亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金成分同实施例1，本发明提供了一种低能耗亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金的热处理强韧化方法，它包括如下步骤：
(1)将亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金进行双级固溶处理，一级固溶是在495℃温度条件下保温8h，二级固溶是在525℃温度条件下保温4h；
(2)将双级固溶处理后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金50℃温水中淬火；
(3)将淬火后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金立即在180℃温度条件下时效处理 8h。
实施例10：
本实施例中亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金成分同实施例1，本发明提供了一种低能耗亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金的热处理强韧化方法，它包括如下步骤：
(1)将亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金进行双级固溶处理，一级固溶是在495℃温度条件下保温8h，二级固溶是在525℃温度条件下保温4h；
(2)将双级固溶处理后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金65℃温水中淬火；
(3)将淬火后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金立即在170℃温度条件下时效处理 8h。
实施例11：
本实施例中亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金成分同实施例1，本发明提供了一种低能耗亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金的热处理强韧化方法，它包括如下步骤：
(1)将亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金进行双级固溶处理，一级固溶是在495℃温度条件下保温8h，二级固溶是在525℃温度条件下保温4h；
(2)将双级固溶处理后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金65℃温水中淬火；
(3)将淬火后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金立即在178℃温度条件下时效处理8h。
实施例12：
本实施例中亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金成分同实施例1，本发明提供了一种低能耗亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金的热处理强韧化方法，它包括如下步骤：
(1)将亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金进行双级固溶处理，一级固溶是在495℃温度条件下保温8h，二级固溶是在525℃温度条件下保温4h；
(2)将双级固溶处理后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金68℃温水中淬火；
(3)将淬火后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金立即在172℃温度条件下时效处理8h。对比例1：
本对比例中亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金成分同实施例1，本发明提供了一种低能耗亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金的热处理强韧化方法，它包括如下步骤：
(1)将亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金进行双级固溶处理，一级固溶是在450℃温度条件下保温8h，二级固溶是在515℃温度条件下保温4h；
(2)将双级固溶处理后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金在70℃温水中淬火；
(3)将淬火后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金立即在175℃温度条件下时效处理8h。对比例2：
本对比例中亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金成分同实施例1，本发明提供了一种低能耗亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金的热处理强韧化方法，它包括如下步骤：
(1)将亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金进行双级固溶处理，一级固溶是在505℃温度条件下保温8h，二级固溶是在515℃温度条件下保温4h；
(2)将双级固溶处理后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金70℃温水中淬火；
(3)将淬火后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金立即在175℃温度条件下时效处理8h。对比例3：
本对比例中亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金成分同实施例1，本发明提供了一种低能耗亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金的热处理强韧化方法，它包括如下步骤：
(1)将亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金进行双级固溶处理，一级固溶是在495℃温度条件下保温8h，二级固溶是在540℃温度条件下保温4h；
(2)将双级固溶处理后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金在70℃温水中淬火；
(3)将淬火后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金立即在175℃温度条件下时效处理8h。对比例4：
本对比例中亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金成分同实施例1，本发明提供了一种低能耗亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金的热处理强韧化方法，它包括如下步骤：
(1)将亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金进行双级固溶处理，一级固溶是在495℃温度条件下保温8h，二级固溶是在515℃温度条件下保温4h；
(2)将双级固溶处理后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金在70℃温水中淬火；
(3)将淬火后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金立即在175℃温度条件下时效处理5h。对比例5：
本对比例中亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金成分同实施例1，本发明提供了一种低能耗亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金的热处理强韧化方法，它包括如下步骤：
(1)将亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金进行双级固溶处理，一级固溶是在495℃温度条件下保温8h，二级固溶是在515℃温度条件下保温4h；
(2)将双级固溶处理后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金在70℃温水中淬火；
(3)将淬火后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金立即在175℃温度条件下时效处理 10h。
对比例6：
本对比例中选用亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金是由高纯Al、高纯Mg和Al-50Cu、 Al-20Si、Al-10Sr中间合金熔炼而成，它的重量百分比及化学成分为：Si 6.51％，Cu2.72％, Mg 0.45％，Sr 0.02％，Fe 0.09％，余量为Al。本对比例中所用热处理方法同实施例6。
对比例7：
本对比例中选用亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金是由高纯Al、高纯Mg和Al-50Cu、 Al-20Si、Al-10Sr中间合金熔炼而成，它的重量百分比及化学成分为：Si 7.48％，Cu3.29％, Mg 0.54％，Sr 0.03％，Fe 0.12％，余量为Al。本对比例中所用热处理方法同实施例6。
经固溶处理和人工时效处理后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金性能指标见下表：
表1实施例1-8及对比例1-7的处理后的性能指标
以实施例6采取的热处理方法为例，与T6处理后的亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金进行力学性能和能耗情况比较，其对照数据如下：
表2实施例6与T6处理后的铸造合金的力学性能和能耗情况比较
结果分析：
实施例1-12及对比例4-7为本发明涉及的热处理方法，亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金经该方法热处理后，均显示出优异的力学性能。特别是合金经实施例6涉及的方法热处理后，抗拉强度达405MPa，屈服强度达338MPa，延伸率达7.6％。为了证明该热处理方法的优越性，通过调整一级和二级固溶温度设计了对比例1-3。和实施例6相比，对比例1中一级固溶温度降低了45℃，由于温度降低，Cu、Mg等原子活动能力减弱，溶解速度减慢，导致Al基体中固溶度减少，升温到二级固溶温度时，部分富铜和富镁相发生过烧，最终导致力学性能恶化；而对比例2将一级固溶温度增加到505℃(接近Q相溶解温度)，而力学性能并没有明显提高，但是能耗却增加；对比例3将二级固溶温度增加到540℃，力学性能却急剧下降，这是因为温度过高而导致的富铜和富镁共晶相的初期熔化。实施例6涉及的热处理方法相较于T6热处理下的合金抗拉强度提升了4.4％，而延伸率下降并不明显，能耗降低了约10％。在保证合金具有高的强韧性的同时，显著降低了能耗。
传统固溶制度存在第二相过烧和第二相溶于基体的矛盾以及能耗高等问题，研究者们尝试采用双级固溶制度来解决此类问题。目前提出的双级固溶制度针对的主要是变形铝合金，而且其一级和二级固溶温度普遍较高。而对于亚共晶高含铜量Al-Si-Cu-Mg铸造合金，本发明提出了一种新的热处理方法。考虑到θ-Al2Cu和Q-Al5Cu2Mg8Si6富铜相在温度过高时会发生过烧，本发明中一级固溶是在低于Q相熔点15-35℃的温度下进行，远低于传统固溶制度的处理温度以及现有双级固溶制度的一级处理温度，合适的处理时间避免了过烧现象的发生，同时促进溶质元素的较充分溶解，二级固溶是在略高于富铜相熔点的温度下进行，相较于应用于变形铝合金的双级固溶制度，此二级固溶温度也较低，合适的处理时间促进了Si颗粒的充分球化以及淬火空位浓度的提升。这样就通过控制显微组织的演变来达到力学性能优化的目的，同时大大降低了能耗。
上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。